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Critério de rendimento de Von Mises

1913
  • Richard von Mises
  • Maksymilian Tytus Huber
Mechanical engineering laboratory testing ductile materials using von Mises yield criterion.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O critério de escoamento de von Mises prevê que o escoamento de um material dúctil começa quando ocorre a segunda deformação desviatória. stress invariante, [latex]J_2[/latex], atinge um valor crítico. É frequentemente expresso em termos da tensão de von Mises, [latex]sigma_v[/latex], um valor escalar que deve ser menor que o do material. resistência ao escoamento, [latex]sigma_y[/latex]. O escoamento ocorre quando [latex]sigma_v = sigma_y[/latex].

O critério de escoamento de von Mises, também conhecido como critério de energia de distorção máxima, é um modelo amplamente utilizado para prever o início da deformação plástica em materiais dúcteis. Ele postula que o escoamento começa quando a energia de deformação elástica por unidade de volume em um material atinge um valor crítico. Isso é diferente da energia hidrostática (associada à variação de volume), que se presume não contribuir para o escoamento em metais dúcteis.

Matematicamente, isso é equivalente a afirmar que o segundo invariante do tensor de tensão desviatória, [latex]J_2[/latex], atinge um valor constante. O tensor de tensão desviatória é o tensor de tensão total menos sua componente hidrostática. O critério é frequentemente expresso através da tensão equivalente de von Mises, [latex]sigma_v[/latex], que é uma combinação escalar das seis componentes do tensor de tensão. Para um estado geral de tensão 3D, é calculado como: [latex]sigma_v = sqrt{frac{1}{2}[(sigma_{11}-sigma_{22})^2 + (sigma_{22}-sigma_{33})^2 + (sigma_{33}-sigma_{11})^2 + 6(sigma_{12}^2 + sigma_{23}^2 + sigma_{31}^2)]}[/latex].

Prevê-se que o escoamento ocorra quando σv for igual à resistência ao escoamento do material, σy, que normalmente é determinada por um simples ensaio de tração uniaxial. No espaço das tensões principais, o critério de von Mises define um cilindro circular liso cujo eixo é a linha hidrostática (σ1 = σ2 = σ3). Isso contrasta com o critério de Tresca, que define um prisma hexagonal. O critério de von Mises geralmente proporciona um melhor ajuste aos dados experimentais para a maioria dos metais dúcteis e é continuamente diferenciável, o que é vantajoso em cálculos numéricos.

UNESCO Nomenclature: 2208
Mecânica

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Teoria da energia de deformação total de Beltrami
  • formulação anterior de Huber do conceito de energia de distorção
  • Development of the Cauchy stress tensor
  • Observações experimentais do escoamento em metais dúcteis

Aplicações

  • Previsão de falhas em materiais dúcteis como aço e alumínio em engenharia mecânica e civil.
  • finite element analysis (FEA) to visualize and assess stress concentrations
  • Projeto de vasos de pressão e sistemas de tubulação
  • Projeto de componentes automotivos para durabilidade e segurança em colisões.

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: tensão de von Mises, critério de escoamento, plasticidade, materiais dúcteis, teoria da falha, tensão desviadora, energia de distorção, plasticidade J2.

Contexto histórico

Critério de rendimento de Von Mises

1909
1910
1911-04-08
1913
1915
1916
1917
1907
1909
1910
1912
1915
1915-11
1916
1918

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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